CN116319387A - 一种基于区块链的仿真测试平台 - Google Patents

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刘洪斌
张惠
武文鹏
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Abstract

本发明提出了一种基于区块链的仿真测试平台，包括区块链服务管理模块、区块链节点部署模块、区块链数据模型模块、数据部署及管理模块。本发明通过应用区块链技术，结合仿真测试流程中对身份认证技术的便捷性、可靠性、安全性需求，以区块链防篡改、不可逆技术为基础，改良信任、加密机制，设计基于“区块链技术+非对称加密技术+数字身份认证服务+生物识别技术”的用户身份认证体系，确保测试项目信息真实可信；用户可自主创建加密数字身份，任何第三方都无法对身份信息进行控制或干预，有效扼制传统身份管理系统中常见的身份盗窃问题，提高用户身份信息的安全等级，降低信任成本的同时，提升各主体间信任能力，建立多方主体互信互动机制。

Description

一种基于区块链的仿真测试平台
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链的仿真测试平台。
背景技术
区块链是一个信息技术领域的术语，从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的“信任“基础，创造了可靠的“合作”机制，具有广阔的运用前景。
现有的区块链性能测试系统不多，有采用真实节点进行测试，有采用中间节点进行测试，也有采用Docker进行测试，有使用命令行进行可视化，有使用共识算法运行过程中占用的计算机资源进行性能分析等。为了体现区块链的性能，需要在一个实际场景下进行测试，比如网络节点规模化、网络状态实际化等。因此，构建具备规模化、真实网络的仿真平台成为比不少的工作。因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
为了解决现有技术所存在的问题，本发明提出的一种基于区块链的仿真测试平台。
一方面，一种基于区块链的仿真测试平台包括区块链服务管理模块、区块链节点部署模块、区块链数据模型模块、数据部署及管理模块，其中，
所述区块链服务管理模块包含区块共识管理子模块、一致性验证服务子模块、可信服务子模块、隐私服务子模块、端到端构建服务子模块、区块链服务云化子模块；
所述区块链节点部署模块包含区块链运行管理子模块、区块数据管理子模块、区块链浏览器子模块、区块链预警分析子模块；
所述区块链数据模型模块包含业务域管理子模块、接口管理子模块、区块节点管理子模块、合约管理子模块、秘钥管理子模块；
所述数据部署及管理模块包含信用评价管理子模块、数据目录管理子模块、数据资源管理子模块。
优选的，所述区块共识管理子模块用于配置管理、监控管理；
所述一致性验证服务子模块用于存储验证服务、调用验证服务、资源验证服务；
所述可信服务子模块用于数据可信追溯、应用可信授权、账户可信监控；
所述隐私服务子模块用于身份隐私服务、通道隐私服务、数据隐私服务；
端到端构建服务子模块用于交易构建服务、智能合约构建服务、端到端应用执行服务；
所述区块链服务云化子模块用于区块链云服务模板定义、区块链弹性运行环境支撑。
优选的，所述区块链运行管理子模块用于数据接入管理、运行状态管理、运行日志管理；
所述区块数据管理子模块用于数据接口管理、数据隔离存储管理、数据分域共识管理；
所述区块链浏览器子模块用于平均区块生成时长、区块数量增长分析、资源使用分析；
所述区块链预警分析子模块用于区块链预警参数模型配置、区块告警提示。
优选的，所述业务域管理子模块用于业务域申请流程、业务域注销管理、业务域状态监控；
所述接口管理子模块用于业务存证接口管理、业务取证接口管理；
所述区块节点管理子模块用于节点状态展示、节点资源使用情况、节点数据一致性比对、查看节点异常展示；
所述合约管理子模块用于合约列表信息统计、合约自动化部署、合约调用管理；
所述秘钥管理子模块用于共识算法管理、秘钥签发/收回管理身份校验管理。
优选的，所述信用评价管理子模块用于信用数据上链管理、信用评价报告、失信名单管理；
所述数据目录管理子模块用于区块数据目录、数据调用记录、数据调用回馈；
所述数据资源管理子模块用于数据内容维护、数据权限维护、数据确权管理。
另一方面，提出一种基于区块链的仿真测试方法，包括：
基于区块链的身份认证，搭建区块链身份认证体系架构，用户创建区块为数据加密，结合共识机制，用户身份账号提供身份认证数据判断、身份认证数据分发、节点投票的特性能力，用户自主创建加密数字身份，任何第三方都无法对身份信息进行控制或干预；
基于区块链仿真测试平台用户权限管理，通过区块选举的总管理员，管控进行管理员角色及权限管理、进行测试人员角色及权限管理的两种流程的申请审批；
基于区块链的测试结果存证与溯源，用户登录区块链仿真测试平台，申请测试流程的创建，进入申请测试进程列表，查看测试申请进度及申详情，未申请的测试项目需执行新增测试申请，管理员可根据测试申请及材料评估工作量调整测试报价，通过后进入仿真测试合同签订及申请材料审核流程，通过创建合同填入本次测试完整信息并签署各方信息，链上调用现阶段操作结果(，区块链仿真测试平台将过程阶段数据上链存证，双方签署结果上链存证表示合同签订成功，完成线下支付后执行本次测试项目的测试。
优选的，所述区块链的身份认证还包括数据存取、数据读取，所述数据存储为用户账号提供数据库存储、磁盘存储的永久存储能力；所述数据读取为用户账号提供区块查询、身份信息查询引擎搜索能力。
优选的，管理员角色审批的步骤包括：
创建管理员账号信息，支持批量导入创建，选择该用户的角色及权限，无匹配的角色及权限需进行新增；
管理员账号创建注册后进行审核阶段，审核通过后，结合账户的基于国密生成的用户私钥，签名一份加密后的身份数据并记录在区块链中，生成区块链上用户身份ID；
被申请的管理员获得邮件通知、短信通知，执行账号密码登录，通过对区块链身份ID的解密与验签，保证用户身份的唯一与正确，，进入仿真测试平台；
测试人员角色审批的步骤包括：
创建测试人员账号信息；支持批量导入创建，选择该测试人员的角色及权限，无匹配的角色及权限需进行新增；
测试人员账号创建注册后进行审核阶段，审核通过后，结合账户的基于国密生成的用户私钥，签名一份加密后的身份数据并记录在区块链中，生成区块链上用户身份ID；
被申请的测试人员获得邮件通知、短信通知，执行账号密码登录，通过对区块链身份ID的解密与验签，保证用户身份的唯一与正确，进入仿真测试平台。
优选的，仿真测试开始、结果的过程阶段通过区块链上链存证能力，保障测试结果真实可信，实现多方测试人员操作的透明监管，测试完成后由实验室出具测试报告及测试证书，并将测试结果、测试证书上传至国网链进行存证，并依靠区块链技术的数据真实、不可篡改特性生成电子认证报告，实现数据可信可溯源。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、通过应用区块链技术，结合仿真测试流程中对身份认证技术的便捷性、可靠性、安全性需求，以区块链防篡改、不可逆技术为基础，改良信任、加密机制，设计基于“区块链技术+非对称加密技术+数字身份认证服务+生物识别技术”的用户身份认证体系，确保测试项目信息真实可信，有效降低现有身份认证体系费用成本；
2、用户可自主创建加密数字身份，任何第三方都无法对身份信息进行控制或干预，有效扼制传统身份管理系统中常见的身份盗窃问题，提高用户身份信息的安全等级，降低信任成本的同时，提升各主体间信任能力，建立多方主体互信互动机制。
附图说明
图1为本发明基于区块链的仿真测试平台的示意图；
图2为区块链服务管理模块的示意图；
图3为区块链节点部署模块的示意图；
图4为区块链数据模型模块的示意图；
图5为数据部署及管理模块的示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例提出了一种基于区块链的仿真测试平台，总体架构包括数据层、网络层、协议层、共识层、合约层及应用层。
其中，数据层是区块链的核心，主要处理以太坊交易中的各类数据，完成数据的编码、解码，将数据打包成区块，将区块拼接成链式结构，处理区块数据签名并添加时间戳印记，将交易数据构建成Merkle树，并计算Merkle树根节点的hash值等。
网络层，主要实现网络节点的连接和通讯，又称点对点技术(P2P)。
协议层，以太坊提供的供系统各模块相互调用的协议支持，主要有HTTP、RPC协议、LES、ETH协议、Whipser协议等。以太坊基于HTTP Client实现了对HTTP的支持，实现了GET、POST等HTTP方法。外部程序通过JSON RPC调用以太坊的API时需通过RPC(远程过程调用)协议。Whisper协议用于DApp间通信。LES的全称是轻量级以太坊子协议(Light EthereumSub-protocol)，允许以太坊节点同步获取区块时仅下载区块的头部，在需要时再获取区块的其他部分。
共识层，主要实现全网所有节点对交易和数据达成一致，防范拜占庭攻击、女巫攻击、51％攻击等共识攻击，其算法称为共识机制。共识机制是区块链的核心技术，它决定了出块权，出块权选择方案将影响整个系统的安全与稳定。常用的共识机制有POW(Proof ofwork)工作量证明、POS(Proof of stake)权益证明等。
合约层，智能合约是运行在以太坊虚拟机上代码的统称。智能合约的开发一般采用Solidity编程语言，编译成功后部署到EVM上运行执行。
应用层，基于以太坊系统开发应用产品，根据不同场景开发相应的应用，是开发者主要的工作区。
本实施例的基于区块链的仿真测试平台，包括区块链服务管理模块、区块链节点部署模块、区块链数据模型模块、数据部署及管理模块，其中，
区块链服务管理模块包含区块共识管理子模块、一致性验证服务子模块、可信服务子模块、隐私服务子模块、端到端构建服务子模块、区块链服务云化子模块，区块共识管理子模块用于配置管理、监控管理；一致性验证服务子模块用于存储验证服务、调用验证服务、资源验证服务；可信服务子模块用于数据可信追溯、应用可信授权、账户可信监控；隐私服务子模块用于身份隐私服务、通道隐私服务、数据隐私服务；端到端构建服务子模块用于交易构建服务、智能合约构建服务、端到端应用执行服务；区块链服务云化子模块用于区块链云服务模板定义、区块链弹性运行环境支撑。
区块链节点部署模块包含区块链运行管理子模块、区块数据管理子模块、区块链浏览器子模块、区块链预警分析子模块，区块链运行管理子模块用于数据接入管理、运行状态管理、运行日志管理；区块数据管理子模块用于数据接口管理、数据隔离存储管理、数据分域共识管理；区块链浏览器子模块用于平均区块生成时长、区块数量增长分析、资源使用分析；区块链预警分析子模块用于区块链预警参数模型配置、区块告警提示。
区块链数据模型模块包含业务域管理子模块、接口管理子模块、区块节点管理子模块、合约管理子模块、秘钥管理子模块，业务域管理子模块用于业务域申请流程、业务域注销管理、业务域状态监控；接口管理子模块用于业务存证接口管理、业务取证接口管理；区块节点管理子模块用于节点状态展示、节点资源使用情况、节点数据一致性比对、查看节点异常展示；合约管理子模块用于合约列表信息统计、合约自动化部署、合约调用管理；秘钥管理子模块用于共识算法管理、秘钥签发/收回管理身份校验管理。
数据部署及管理模块包含信用评价管理子模块、数据目录管理子模块、数据资源管理子模块，信用评价管理子模块用于信用数据上链管理、信用评价报告、失信名单管理；数据目录管理子模块用于区块数据目录、数据调用记录、数据调用回馈；数据资源管理子模块用于数据内容维护、数据权限维护、数据确权管理。
本实施例的基于区块链的仿真测试平台具体测试方法如下：
(1)基于区块链的身份认证
通过应用区块链技术，结合仿真测试流程中对身份认证技术的便捷性、可靠性、安全性需求，以区块链防篡改、不可逆技术为基础，改良信任、加密机制，设计基于“区块链技术+非对称加密技术+数字身份认证服务+生物识别技术”的用户身份认证体系。确保测试项目信息真实可信，有效降低现有身份认证体系费用成本。
搭建区块链身份认证体系架构，用户创建区块为数据加密，结合共识机制技术，为用户身份账号提供身份认证数据判断、身份认证数据分发、节点投票等特性能力。区块链身份认证还包括数据存取、数据读取的两大能力支撑，数据存储为用户账号提供数据库存储、磁盘存储的永久存储能力；数据读取为用户账号提供区块查询、身份信息查询引擎搜索能力。
用户可自主创建加密数字身份，任何第三方都无法对身份信息进行控制或干预，有效扼制传统身份管理系统中常见的身份盗窃问题，提高用户身份信息的安全等级，降低信任成本的同时，提升各主体间信任能力，建立多方主体互信互动机制。
(2)基于区块链的用户权限管理功能
基于区块链仿真测试平台用户权限管理功能，通过区块选举的总管理员，管控进行管理员角色及权限管理、进行测试人员角色及权限管理的两种流程的申请审批。
管理员账号审批流程：创建管理员账号信息(支持批量导入创建)，选择该用户的角色及权限(无匹配的角色及权限需进行新增)，管理员账号创建注册后进行审核阶段，审核通过后，结合账户的基于国密生成的用户私钥，签名一份加密后的身份数据并记录在区块链中(生成区块链上用户身份ID)，同时，被申请的管理员获得邮件通知、短信通知，执行账号密码登录(通过对区块链身份ID的解密与验签，保证用户身份的唯一与正确)，进入仿真测试平台。
测试人员账号审批流程：创建测试人员账号信息(支持批量导入创建)，选择该测试人员的角色及权限(无匹配的角色及权限需进行新增)，测试人员账号创建注册后进行审核阶段，审核通过后，结合账户的基于国密生成的用户私钥，签名一份加密后的身份数据并记录在区块链中(生成区块链上用户身份ID)，同时，被申请的测试人员获得邮件通知、短信通知，执行账号密码登录(通过对区块链身份ID的解密与验签，保证用户身份的唯一与正确)，进入仿真测试平台。
基于区块链仿真测试平台测试管理，开发区块链应用仿真测试平台，针对各省公司不同的业务需求，制定统一仿真测试标准流程，开展业务数据上链接口测试、智能合约调用测试、跨链互信测试等。通过仿真测试后，测试记录将会被上传至国网链，完成上链存证。建设国网区块链仿真测试实验室，实验室软件、硬件条件成熟后，申请并通过中国合格评定国家认可委员会CNAS认证。具备按相应认可准则开展检测和校准服务的技术能力，为后期开展区块链相关测试做准备。
(3)基于区块链的测试结果存证与溯源
用户登录区块链仿真测试平台，申请测试流程的创建，进入申请测试进程列表(查看测试申请进度及申详情)，未申请的测试项目需执行新增测试申请，管理员可根据测试申请及材料评估工作量调整测试报价，通过后进入仿真测试合同签订及申请材料审核流程，通过创建合同填入本次测试完整信息并签署各方信息，链上调用现阶段操作结果(区块链仿真测试平台将过程阶段数据上链存证)，双方签署结果上链存证表示合同签订成功，完成线下支付后执行本次测试项目的测试。
仿真测试开始、结果等过程阶段通过区块链上链存证能力，保障测试结果真实可信，实现多方测试人员操作的透明监管，测试完成后由实验室出具测试报告及测试证书，并将测试结果、测试证书上传至国网链进行存证，并依靠区块链技术的数据真实、不可篡改特性生成电子认证报告，实现数据可信可溯源，为日后业务正式接入提供背书。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于区块链的仿真测试平台，其特征在于，包括区块链服务管理模块、区块链节点部署模块、区块链数据模型模块、数据部署及管理模块，其中，
所述区块链服务管理模块包含区块共识管理子模块、一致性验证服务子模块、可信服务子模块、隐私服务子模块、端到端构建服务子模块、区块链服务云化子模块；
所述区块链节点部署模块包含区块链运行管理子模块、区块数据管理子模块、区块链浏览器子模块、区块链预警分析子模块；
所述区块链数据模型模块包含业务域管理子模块、接口管理子模块、区块节点管理子模块、合约管理子模块、秘钥管理子模块；
所述数据部署及管理模块包含信用评价管理子模块、数据目录管理子模块、数据资源管理子模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的仿真测试平台，其特征在于，所述区块共识管理子模块用于配置管理、监控管理；
所述一致性验证服务子模块用于存储验证服务、调用验证服务、资源验证服务；
所述可信服务子模块用于数据可信追溯、应用可信授权、账户可信监控；
所述隐私服务子模块用于身份隐私服务、通道隐私服务、数据隐私服务；
端到端构建服务子模块用于交易构建服务、智能合约构建服务、端到端应用执行服务；
所述区块链服务云化子模块用于区块链云服务模板定义、区块链弹性运行环境支撑。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的仿真测试平台，其特征在于，所述区块链运行管理子模块用于数据接入管理、运行状态管理、运行日志管理；
所述区块数据管理子模块用于数据接口管理、数据隔离存储管理、数据分域共识管理；
所述区块链浏览器子模块用于平均区块生成时长、区块数量增长分析、资源使用分析；
所述区块链预警分析子模块用于区块链预警参数模型配置、区块告警提示。
4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的仿真测试平台，其特征在于，所述业务域管理子模块用于业务域申请流程、业务域注销管理、业务域状态监控；
所述接口管理子模块用于业务存证接口管理、业务取证接口管理；
所述区块节点管理子模块用于节点状态展示、节点资源使用情况、节点数据一致性比对、查看节点异常展示；
所述合约管理子模块用于合约列表信息统计、合约自动化部署、合约调用管理；
所述秘钥管理子模块用于共识算法管理、秘钥签发/收回管理身份校验管理。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的仿真测试平台，其特征在于，所述信用评价管理子模块用于信用数据上链管理、信用评价报告、失信名单管理；
所述数据目录管理子模块用于区块数据目录、数据调用记录、数据调用回馈；
所述数据资源管理子模块用于数据内容维护、数据权限维护、数据确权管理。
6.一种基于区块链的仿真测试方法，其特征在于，包括：
基于区块链的身份认证，搭建区块链身份认证体系架构，用户创建区块为数据加密，结合共识机制，用户身份账号提供身份认证数据判断、身份认证数据分发、节点投票的特性能力，用户自主创建加密数字身份，任何第三方都无法对身份信息进行控制或干预；
基于区块链仿真测试平台用户权限管理，通过区块选举的总管理员，管控进行管理员角色及权限管理、进行测试人员角色及权限管理的两种流程的申请审批；
基于区块链的测试结果存证与溯源，用户登录区块链仿真测试平台，申请测试流程的创建，进入申请测试进程列表，查看测试申请进度及申详情，未申请的测试项目需执行新增测试申请，管理员可根据测试申请及材料评估工作量调整测试报价，通过后进入仿真测试合同签订及申请材料审核流程，通过创建合同填入本次测试完整信息并签署各方信息，链上调用现阶段操作结果(，区块链仿真测试平台将过程阶段数据上链存证，双方签署结果上链存证表示合同签订成功，完成线下支付后执行本次测试项目的测试。
7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的仿真测试方法，其特征在于，所述区块链的身份认证还包括数据存取、数据读取，所述数据存储为用户账号提供数据库存储、磁盘存储的永久存储能力；所述数据读取为用户账号提供区块查询、身份信息查询引擎搜索能力。
8.根据权利要求6所述的一种基于区块链的仿真测试方法，其特征在于，
管理员角色审批的步骤包括：
创建管理员账号信息，支持批量导入创建，选择该用户的角色及权限，无匹配的角色及权限需进行新增；
管理员账号创建注册后进行审核阶段，审核通过后，结合账户的基于国密生成的用户私钥，签名一份加密后的身份数据并记录在区块链中，生成区块链上用户身份ID；
被申请的管理员获得邮件通知、短信通知，执行账号密码登录，通过对区块链身份ID的解密与验签，保证用户身份的唯一与正确，，进入仿真测试平台；
测试人员角色审批的步骤包括：
创建测试人员账号信息；支持批量导入创建，选择该测试人员的角色及权限，无匹配的角色及权限需进行新增；
测试人员账号创建注册后进行审核阶段，审核通过后，结合账户的基于国密生成的用户私钥，签名一份加密后的身份数据并记录在区块链中，生成区块链上用户身份ID；
被申请的测试人员获得邮件通知、短信通知，执行账号密码登录，通过对区块链身份ID的解密与验签，保证用户身份的唯一与正确，进入仿真测试平台。
9.根据权利要求7所述的一种基于区块链的仿真测试方法，其特征在于，仿真测试开始、结果的过程阶段通过区块链上链存证能力，保障测试结果真实可信，实现多方测试人员操作的透明监管，测试完成后由实验室出具测试报告及测试证书，并将测试结果、测试证书上传至国网链进行存证，并依靠区块链技术的数据真实、不可篡改特性生成电子认证报告，实现数据可信可溯源。
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